力扣刷题#21-0020-有效的括号

力扣刷题#21-0020-有效的括号

题目

给定一个只包括 '('，')'，'{'，'}'，'['，']' 的字符串 s，判断字符串是否有效。

有效字符串需满足：

1. 左括号必须用相同类型的右括号闭合。
2. 左括号必须以正确的顺序闭合。
3. 每个右括号都有一个对应的相同类型的左括号。

输入：s = "()"
输出：true

输入：s = "()[]{}"
输出：true

输入：s = "(]"
输出：false

输入：s = "([)]"
输出：false

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我的思路：逆波兰式原理

看到括号匹配，我第一反应是逆波兰表达式中的栈用法——遇到操作数就压栈，遇到运算符就弹栈计算。

括号匹配也是同理：

遇到左括号 → 压入栈中（"我没配对，等着"）
遇到右括号 → 从栈顶拿一个出来配对：
  - 配对成功 → 弹出，继续
  - 配对失败 → 直接 false

就像一个"括号停车场"——进的括号先停最里面，出去的括号必须和最里面的那个匹配。先进后出，天然是栈的结构。

生活化类比：

图书馆存包柜——你把书包（左括号）放进柜子，走的时候凭钥匙（右括号）开柜取出。如果钥匙对不上锁，要么你拿错了钥匙（括号类型不对），要么柜子是空的（右括号多了），要么你忘了开柜（左括号多了）。

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我的 AC 代码

class Solution {
public:
    bool isValid(string s) {
        stack<char> st;
        for (char c : s) {
            if (c == '(' || c == '{' || c == '[') {
                st.push(c);
            } else {
                if (st.empty()) return false;
                if (st.top() == '(' && c == ')')
                    st.pop();
                else if (st.top() == '[' && c == ']')
                    st.pop();
                else if (st.top() == '{' && c == '}')
                    st.pop();
                else return false;
            }
        }
        if (st.empty()) return true;
        return false;
    }
};

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代码逐步解析

第 4-5 行：遍历每个字符

for (char c : s) {

逐个检查每个括号。不跳步，顺序很重要——括号的顺序决定了是否合法。

第 6-8 行：左括号压栈

if (c == '(' || c == '{' || c == '[') {
    st.push(c);
}

遇到左括号，不管三七二十一，先压入栈。它等着后面某个右括号来和它配对。

第 10 行：右括号到达，先判栈空

if (st.empty()) return false;

这是关键保护——如果当前是右括号但栈已经空了，说明右括号比左括号多，直接 false。比如 ")" 或 "())"。

这行不能放在外层 if 条件里，因为左括号压栈时栈空是合法的，只有右括号遇到空栈才是非法。

第 11-16 行：三种配对判断，用 else if 串联

if (st.top() == '(' && c == ')')
    st.pop();
else if (st.top() == '[' && c == ']')
    st.pop();
else if (st.top() == '{' && c == '}')
    st.pop();
else return false;

这里的关键写法：三个判断用 else if 串联，不是三个独立 if。

• else if：排他性。第一个匹配了就结束，不继续判后面。
• 独立 if：非排他。第一个匹配并 pop 后，第二个 if 可能对一个已经变了的栈顶做判断。

最后 else 兜底——都不匹配，说明括号类型对不上（比如栈顶 ( 但遇到 ]），返回 false。

第 19-20 行：遍历结束后的终判

if (st.empty()) return true;
return false;

循环走完后，如果栈不空，说明左括号多了（有括号没配对，一直留在栈里）。比如 "((" → 栈里剩两个 ( → 返回 false。

这里必须有 return false 兜底——不能只写 if(st.empty())return true; 就结束。编译器不做逻辑推演，它看到 if 后面没有 else 或额外的 return 就会报 control reaches end of non-void function。

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踩坑记录

坑 ：函数末尾缺少 return false（编译报错）

// ❌ 第三版
if (st.empty()) return true;
}   // ← 如果栈不空，这里没有 return！

报错：control reaches end of non-void function

原因：编译器不做逻辑推演。它看到 if(st.empty()) return true; 之后什么都没有——从语法结构上看，如果 st.empty() 为 false（栈不空），函数就没有返回值。即使你认为"栈不空的情况在逻辑上不会发生"，编译器也不认。

修复：

if (st.empty()) return true;
return false;     // ← 必须补这行，告诉编译器"不空我就返回 false"

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优化分析

优化项	说明
奇数长度预处理	if(s.size()%2) return false; 可提前排除奇数长度的非法输入
哈希表映射	用 unordered_map<char,char> 存右→左映射，避免三个 if-else-if
栈用 string 模拟	string stk; stk.push_back(c); stk.pop_back(); 少一个头文件

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复杂度分析

维度	值	说明
时间复杂度	O(n)	每个字符入栈出栈各一次
空间复杂度	O(n)	最坏全左括号，栈存 n 个字符

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本文档由 AI 辅助生成，作者提供问题，思路和代码，AI仅负责文本修饰，综合获得以上内容。